如何在VHDL中处理多个进程中的控制信号答案

【问题标题】：How to handle control signals in multiple processes in VHDL如何在VHDL中处理多个进程中的控制信号
【发布时间】：2018-01-07 08:25:33
【问题描述】：

有时我们需要在某些来自 Process 之外的条件下执行一些顺序流程。我们可以为这种情况声明一些控制信号，例如：

Architecture ...
 Signal C : std_logic;
begin
 Process(SomeInputs)
 begin
  C <= '1';
 end Process;

 Process(Clock)
  Variable Counter : Integer := 0;
 begin
  if (Clock'Event and Clock = '1') then
   if C = '1' then
    Counter := Counter + 1;

    if Counter = 10 then
     Counter := 0;
     C <= '0';
    end if;
   end if;  
  end if; 
 end Process;
end;

end ... ;

在这种情况下，信号 C 是多源的，无法合成。

另一个例子是复位信号，当复位来自进程外部或组件外部时，我们不能反转它。

一种方法是制作这样的状态机：

Process(Clock)
begin
 if (Clock'Event and Clock = '1') then
  case Current_State is
   when State_X =>
    Current_State <= State_Y;
   when State_Y =>
    if C = '1' then
     Current_State <= State_X;
    else
     Current_State <= State_Y;
    end if;
   ...
  end case;
 end if;
end Process;

或者另一种处理这种情况的方法是声明这样的临时信号：

Architecture ...
 Signal MySignal, MyTempSignal : std_logic_vector(N downto 0);
begin

 Process(Clock)
  Variable Counter : Integer := 0;
 begin
  if (Clock'Event and Clock = '1') then
   if MySignal /= MyTempSignal then
    Counter := Counter + 1;

    if Counter = 10 then
     Counter := 0;
     MyTempSignal <= MySignal;
    end if;
   end if;  
  end if; 
 end Process;

end ...;

使用临时信号，我们可以在某些信号发生变化时进行一些处理。

另一种方法是在进程的敏感列表中添加条件信号，但是当进程与时钟顺序时，很难处理。

主要问题是每个信号都必须来自 1 个源（在一个进程中），问题是：

当我们需要一些控制信号（如“重置”）时，处理这种情况的最佳综合方法是什么？

【问题讨论】：

在您的第一个示例中，Process(SomeInputs) 块已经不正确。它可能在模拟中起作用，但不是适当的综合构造。你甚至可以推断出你绝对不想要的闩锁。但我不明白你的问题。你看到的问题在 HDL 中是很正常的。
VHDL: How to use CLK and RESET in process的可能重复

标签： process signals vhdl

【解决方案1】：

流程是关于责任的。一个过程负责驱动一个或多个输出。如果一个进程遵循由另一个源（例如按钮）创建的复位信号，那么它不允许反转这种复位的进程，因为这不是它的责任！任何其他信号也是如此。

假设重置是由另一个进程生成的，而不是由硬接线按钮生成的：在这种情况下，您必须“询问”驱动进程以解除重置信号。

因此，让我们进一步假设两个进程都实现了状态机，在这种情况下，我们现在处于以下领域：如何在状态机之间实现握手协议。

通常，您有一个：

频闪 -> 完成/有效
- 输入：单频闪
- 输出：表示操作已完成且结果在应用新选通之前有效的标志信号
strobe -> 忙（等于不空闲）
- 输入：频闪信号
- 输出：描述是否接受新频闪灯的状态
频闪/完成
- 输入：频闪信号
- 输出：频闪信号
有效 -> 确认
- input：表示有效输入数据的标志信号
- 输出：选通信号指示输入数据已被消耗
...

还有更多的协议和名称。

【讨论】：

【解决方案2】：

为了处理与同一个信号交互的多个进程，我通常这样做：

首先，定义信号本身，以及设置和复位信号。例如。 sig、sig_reset 和 sig_set，
然后，定义一个进程，负责使用 sig_set 和 sig_reset 信号影响要 sig 的值，
最后，您可以影响来自不同进程的 sig_set 和 sig_reset 信号的值。

如果多个进程必须执行相同的操作（例如重置），只需为每个进程声明一个信号，然后对它们进行 OR 或将它们全部置于条件中。

例子：

architecture ar of comp is
  signal sig, sig_rst1, sig_rst2, sig_set : std_logic;
begin
  sig_management:process(clk)
  begin
    if rising_edge(clk) then
      if sig_rst1 = '1' OR sig_rst2 = '1' then
        sig <= '0';
      elsif sig_set = '1' then
        sig <= '1';
      end if;
    end if;
  end process;

  set_proc:process(clk)
  begin
    if rising_edge(clk) then
      sig_set <= '0';
      if (condition) then
        sig_set <= '1';
      end if;
    end if;
  end process;

  -- Do the same for sig_rst signals

end architecture;

【讨论】：